3D打印經過了35年的發(fā)展,已經進入各行各業(yè),但總體來看還在技術發(fā)展的初期。如果不是從事制造業(yè)的業(yè)內人士,很容易被媒體夸大的宣傳、不切實際的誤導,導致對3D打印技術存在一些誤解。
本期文章就總結一下對3D打印的幾個誤解。相信看完本文,對這個新興的智能制造技術會有一個更加深入的認識。
誤解一:3D打印會取代甚至顛覆傳統(tǒng)制造方式。
很多人認為3D打印能夠徹底取代傳統(tǒng)制造方式,因為3D打印是數字化制造、IT軟件驅動的,只要有設計模型就可以制造出來。
然而事實是今天3D打印還面臨很多工程階段的困難。首先,制造材料的種類很有限,材料性能也難以達到傳統(tǒng)制造的標準。加上傳統(tǒng)工業(yè)配套成熟,讓3D打印無論是配套還是融入,成本都特別高。
今天的3D打印更像是傳統(tǒng)制造的補充,而不是顛覆。某些小批量、個性化的制造環(huán)節(jié),3D打印具有更強的經濟效益,甚至在一些小眾領域能做到傳統(tǒng)制造做不到的事。
誤解二:3D打印無視任何復雜程度,不受想象力的約束。
很多人認為3D打印可以實現任何復雜度零部件的制造,因為只要能設計,就一定可以打印出來。
3D打印的真相是,要設計一個復雜的產品,背后有很多隱形成本。3D建模的設計能力是一項稀缺的能力,隨著復雜度的提高,3D設計的人力成本也會隨之提高。雖然現在的軟件開發(fā)商提供AI建模的能力,但尚未能實現大規(guī)模應用。
另外,今天的3D打印材料尚不能實現真正的“一鍵打印”,零部件復雜度的提升也會增加一系列后處理工藝的難度。
誤解三:3D打印是一個傻瓜式的“一鍵打印”操作,只需要按下按鈕,零部件就制造出來了。
按需制造、隨時隨地打印是一個美好的設想,但今天的3D打印遠達不到一鍵式打印的程度,其中涉及到大量的Know-how,工程師的經驗積累是關鍵的一環(huán)。舉兩個例子,是3D打印工程師經常會遇到的問題:
在設計環(huán)節(jié),如何擺放零部件,才能最大化利用3D打印設備的內部空間?
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3D打印零部件有很多懸空結構,如果設計支撐結構,才能保證打印的成功率?
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以上這些原因導致了,三個不同的3D打印工程師操作同一臺設備,可能會產生三種不同打印質量的結果。在3D打印產業(yè)有一類重要的參與者:3D打印服務商,他們積累了很多年的打印經驗,也就是所謂的Know-how且很難復制,形成了自己的獨特壁壘。
誤解四:3D打印技術的制造方式都差不多,制造過程越來越簡單了。
3D打印的另一種說法叫“增材制造”,因此很多人認為3D打印就是把材料堆疊起來,就制造完成了。
實際上,3D打印涉及的工藝種類非常多。3D打印設備的價格范圍區(qū)間從1000元左右人民幣的塑料打印,到四、五百萬的金屬打??;打印零部件的體積小至納米級的材料打印,大至汽車外殼這樣的大型部件;打印的原材料也是各種各樣,包括液體、粉末等等。
有人做了關于3D打印技術的分類,每一種技術背后都可以追溯到某一所全球名校,或者大企業(yè)的實驗室。具體的技術原理這里就不詳細展開了,會在科技特訓營里詳細解讀。
誤解五:3D打印比傳統(tǒng)制造更便宜。
很多人認為3D打印成本很低,這也是一個誤解。
有業(yè)內研究員繪制了一個《3D打印與傳統(tǒng)制造成本比較圖》,反映了大部分3D打印技術與傳統(tǒng)制造的關系。
藍線是傳統(tǒng)的模具制造,零部件的成本隨著制造數量的增加而降低。這也好理解,一次開模進行的大批量制造,成本就分攤到了制造的產品上。
但是3D打?。t線)不同,其獨特的制造方式決定了不管數量有多大,單位成本始終維持不變。
兩者的交叉點根據制造材料、打印速度、工藝性質等等綜合因素決定。
誤解六:3D打印的物件性能比傳統(tǒng)制造的差。
很多人的印象是,3D打印的性能差,達不到傳統(tǒng)的工業(yè)制造標準。其實,隨著制造工藝的進步,只要采用正確的材料、工藝,3D打印已經能夠與傳統(tǒng)制造相媲美。
2020年,有業(yè)內人士比較了現有的3D打印與三種不同的傳統(tǒng)制造工藝,發(fā)現在某些性能指標上3D打印可以做到更優(yōu)。
誤解七:以后每家每戶都有一臺3D打印機。
直到現在還有媒體文章認為未來家家戶戶都有3D打印機,可以直接打印所需的物件。在遙遠的未來(比如百年后)可能會發(fā)生,但目前階段,我們使用的大部分物件都無法直接通過3D打印來制造。
在家居用品里,不管是彩電、冰箱,或者國外的除草機,都是由不同材料、一系列的復雜工藝組合而成,背后都有一套復雜的產業(yè)鏈分工,直接用3D打印無法做到替代。
今天,即使是最基礎、最簡單的打印機,也就是家用的打印塑料的設備,也需要一定時間的培訓來掌握,包括設計能力、軟件建模能力、后期維護等等。
還有一類特殊的最有可能家用的3D打印,也就是食品3D打印。有不少初創(chuàng)公司在推廣自己的食品3D打印設備,但市場的接受度仍然需要一個長期培育的過程。
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